发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种底面合一且涂装条件温和的钢铁用重防腐涂料及其制备方法。
实现以上目的的技术方案为:
一种钢铁用重防腐涂料,其特征在于包括如下质量百分含量的组分:经硅烷偶联剂包膜的金属锌含量≥94%,细度≥300目的锌粉90~95%,氟碳改性丙烯酸树脂2~5%和环氧树脂0.5~3%,防沉浆0.5~2%,纳米磷酸盐0.5~1.5%,助剂0.2~0.6%,其余为溶剂,锌粉硅烷偶联剂包膜时,将硅烷偶联剂溶解于易挥发溶剂中,在低于500转/分搅拌下加入硅烷偶联剂质量300~500倍的锌粉,充分搅拌均匀后静置6~18小时,离心除去溶剂,再经干燥形成锌粉;防沉浆包括2~4份环氧树脂、1~3份聚酰胺腊、0.1~0.3份气相二氧化硅、0.4~0.6份分散剂以及4~6份溶剂,细度≤15μm。
在一种优选的技术方案中,所述硅烷偶联剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
在一种优选的技术方案中,所述氟碳改性丙烯酸树脂是四氟乙烯单体与丙烯酸单体的共混聚合物。
在一种优选的技术方案中,所述纳米磷酸盐为纳米磷酸锌。
在一种优选的技术方案中,所述助剂为硅氧烷型消泡剂和/或硅氧烷型流平剂。
在一种优选的技术方案中,所述溶剂为醋酸丁酯与150#溶剂油的混合物。
另一方面,本发明提供上述涂料的制备方法:
一种如上所述钢铁用重防腐涂料的制备方法,其特征在于包括:
(1)锌粉包膜:将硅烷偶联剂溶解于易挥发溶剂中,在低于500转/分搅拌下加入硅烷偶联剂质量300~500倍的锌粉,充分搅拌均匀后静置6~18小时,离心除去溶剂,再经干燥备用;
(2)防沉浆制备:将2~4份环氧树脂与4~6份溶剂混合,在低于500转/分搅拌下分别加入1~3份聚酰胺腊、0.1~0.3份气相二氧化硅及0.4~0.6份分散剂,提高转速到高于1200转/分充分分散,再研磨至细度≤15μm备用;
(3)涂料的制备:将氟碳改性丙烯酸树脂、环氧树脂和溶剂加入到混合容器中分散均匀,然后依次加入助剂、经硅烷偶联剂包膜的锌粉以及纳米磷酸盐,分散均匀后再加入防沉浆,经充分分散即得成品。
在一种优选的技术方案中,所述溶剂为乙醇。
本发明具有如下有益效果:重防腐涂料可以用在钢铁表面经至少一遍刷涂或喷涂,既可作为底漆又可作为面漆使用,底面合一;可以在钢铁基面带微锈情况下进行涂装;漆膜附着力优异,耐盐雾,环保自洁,使用寿命长。
具体实施方式
锌粉提供对防腐性能最重要的阴极保护功能和屏蔽保护功能。锌粉中金属锌起阴极保护功能,金属锌含量越高其性能越好,优先使用金属锌含量大于或等于94%的锌粉。锌粉细度越小其所提供的屏蔽性能越好,优先使用细度大于或等于300目的锌粉。由于硅烷偶联剂具有疏水性,在锌粉表面包覆一层硅烷偶联剂可以降低其表面能,提高涂料耐腐蚀性、耐化学品性、抗沾污性和防紫外线功能,优选使用化学稳定性良好的γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
本发明中使用的氟碳改性丙烯酸树脂,优选使用由四氟乙烯单体与丙烯酸单体的共聚混合物,它的玻璃转化温度达85℃,可以赋予涂层快干及较高硬度与附着力、低的表面能、耐化学品性能等。这类产品在市场上有多种可以选择,如可以采用苏州盛嘉树脂有限公司生产的ZJ-500。
本发明中使用环氧树脂,如E-51、E-44等,优选使用E-51环氧树脂与干性油脂反应后的产物,如江苏三木集团有限公司生产的819环氧树脂,它可以赋予涂层很好的抗冲击性、耐水性及耐温变性能。
防沉浆由聚酰胺腊、分散剂、气相二氧化硅、少量树脂及溶剂经高速分散再经研磨的产物,它可以有效防止涂料产品中锌粉发生沉淀,赋予涂料优异的存储稳定性和施工性,并提供涂层的耐磨性和抗刮性。本发明中,优选使用的所述防沉浆包括2~4份环氧树脂、1~3份聚酰胺腊、0.1~0.3份气相二氧化硅、0.4~0.6份分散剂以及4~6份溶剂。
纳米磷酸盐是粒径达到纳米级的磷酸盐,如纳米磷酸锌和纳米磷酸铁,主要是对钢铁结构表面的锈或旧涂膜进行磷化、钝化和转化作用,使腐蚀不再进行,由此赋予涂膜优异的附着力。优先使用纳米磷酸锌。
实施例1
将γ-氨丙基三乙氧基硅烷13克溶解于987克乙醇中,在300转/分搅拌下加入500目锌粉(北京北矿锌业有限责任公司生产,金属锌含量≥97%)4500克,充分搅拌均匀后静置12小时,离心除去溶剂,再于120℃烘箱中干燥6小时备用。
将10克819环氧树脂与6克醋酸丁酯及14克150#溶剂油混合,在300转/分搅拌下分别加入5克聚酰胺腊这里采用日本楠木化工(昆山)有限公司生产的A630-SV)、0.5克气相二氧化硅(这里采用德国德固萨公司生产的R972)及0.5克分散剂BYK163,提高转速到高于1200转/分充分分散,再用砂磨机将其研磨至细度≤15μm备用。
将250克ZJ500氟碳改性丙烯酸树脂、140克819环氧树脂、10克150#溶剂油加入到混合容器中,在500转/分搅拌下分散均匀,然后加入10克消泡剂(这里采用荷兰埃夫卡公司生产的2038消泡剂,为有机硅氧烷型消泡剂)、10克流平剂(这里采用荷兰埃夫卡公司生产的3777流平剂,为氟碳改性聚丙烯酸酯类流平剂)、包膜处理过的锌粉4500克及45克纳米磷酸锌,加完后以1200转/分搅拌分散30分钟,再加入以上制得的防沉浆,以500转/分搅拌分散均匀即可。
所得产品主要性能如表1所示。
表1
测试项目 |
检测结果 |
附着力(划格法) |
0级 |
柔韧性 |
1mm |
抗冲击性 |
50kg·cm |
耐水性 |
60天,无异常 |
耐中性盐雾性 |
2000小时,无异常 |
耐酸雨性 |
40天,无起泡,无生锈,漆膜完好(5%NaCl水溶液,用冰醋酸调PH值至3.1~3.3,每天喷两次,每次10分钟) |
耐3%NaCl水溶液 |
480小时,无起泡,无生锈,漆膜完好 |
耐人工海水 |
504小时,无起泡,无生锈,漆膜完好 |
耐人工老化 |
2000小时,无起泡,无生锈,无脱落,粉化≤1级 |
实施例2
将γ-氨丙基三乙氧基硅烷9克溶解于991克乙醇中,在300转/分搅拌下加入325目锌粉(北京北矿锌业有限责任公司生产,金属锌含量≥97%)3000克,充分搅拌均匀后静置12小时,离心除去溶剂,再于120℃烘箱中干燥6小时备用。
将4克819环氧树脂与4克醋酸丁酯及5克150#溶剂油混合,在300转/分搅拌下分别加入6克聚酰胺脂(这里采用日本楠木化工(昆山)有限公司生产的A630-SV)、0.6克气相二氧化硅(这里采用德国德固萨公司生产的R972)及0.2克分散剂BYK163,提高转速到高于1200转/分充分分散,再用砂磨机将其研磨至细度≤15μm备用。
将160克ZJ500氟碳改性丙烯酸树脂、65克819环氧树脂、7克150#溶剂油加入到混合容器中,在500转/分搅拌下分散均匀,然后加入6克消泡剂(这里采用荷兰埃夫卡公司生产的EFKA-2038消泡剂,为有机硅氧烷型消泡剂)、6克流平剂(这里采用荷兰埃夫卡公司生产的EFKA-3777流平剂,为氟碳改性聚丙烯酸酯类流平剂)、以上包膜处理过的锌粉3000克及35克纳米磷酸锌,加完后以1200转/分搅拌分散30分钟,再加入以上制得的防沉浆,以500转/分搅拌分散均匀即可。
所得产品主要性能如表2所示。
表2
测试项目 |
检测结果 |
附着力(划格法) |
0级 |
柔韧性 |
1mm |
抗冲击性 |
50kg·cm |
耐水性 |
60天,无异常 |
耐中性盐雾性 |
1900小时,无异常 |
耐酸雨性 |
36天,无起泡,无生锈,漆膜完好(5%NaCl水溶液,用冰醋酸调PH值至3.1~3.3,每天喷两次,每次10分钟) |
耐3%NaCl水溶液 |
456小时,无起泡,无生锈,漆膜完好 |
耐人工海水 |
480小时,无起泡,无生锈,漆膜完好 |
耐人工老化 |
1900小时,无起泡,无生锈,无脱落,粉化≤1级 |
实施例3
将γ-氨丙基三乙氧基硅烷16克溶解于984克乙醇中,在300转/分搅拌下加入600目锌粉(北京北矿锌业有限责任公司生产,金属锌含量≥97%)8000克,充分搅拌均匀后静置12小时,离心除去溶剂,再于120℃烘箱中干燥6小时备用。
将16克819环氧树脂与8克醋酸丁酯及16克150#溶剂油混合,在300转/分搅拌下分别加入4克聚酰胺腊(这里采用日本楠木化工(昆山)有限公司生产的A630-SV)、1.2克气相二氧化硅(这里采用德国德固萨公司生产的R972)及2.4克分散剂BYK163,提高转速到高于1500转/分充分分散,再用砂磨机将其研磨至细度≤15μm备用。
将430克ZJ500氟碳改性丙烯酸树脂、160克819环氧树脂、18克150#溶剂油加入到混合容器中,在500转/分搅拌下分散均匀,然后加入15克消泡剂(这里采用荷兰埃夫卡公司生产的EFKA-2038消泡剂,为有机硅氧烷型消泡剂)、15克流平剂(这里采用荷兰埃夫卡公司生产的EFKA-3777流平剂,为氟碳改性聚丙烯酸酯类流平剂)、以上包膜处理过的锌粉8000克及80克纳米磷酸锌,加完后以1200转/分搅拌分散30分钟,再加入以上制得的防沉浆,以500转/分搅拌分散均匀即可。
所得产品主要性能如表3所示。
表3
测试项目 |
检测结果 |
附着力(划格法) |
0级 |
柔韧性 |
1mm |
抗冲击性 |
50kg·cm |
耐水性 |
60天,无异常 |
耐中性盐雾性 |
2000小时,无异常 |
耐酸雨性 |
44天,无起泡,无生锈,漆膜完好(5%NaCl水溶液,用冰 |
|
醋酸调PH值至3.1~3.3,每天喷两次,每次10分钟) |
耐3%NaCl水溶液 |
504小时,无起泡,无生锈,漆膜完好 |
耐人工海水 |
528小时,无起泡,无生锈,漆膜完好 |
耐人工老化 |
2000小时,无起泡,无生锈,无脱落,粉化≤1级 |
以上用实施例对本发明进行了描述,但是,实施例不构成对本发明的任何限制,不脱离权利要求的任何修改或变动均属于本发明的保护范围。